环上大成果转化案例说 | 赛美珂:细胞力学组学数据库视野下的微射流细胞开孔传质系统
来源:区科委 发布时间:2023-10-10企业介绍:上海赛美珂生物力学工程有限公司成立于2023年,是一家通过生物力学的方法提供细胞开孔和传质解决方案的公司。公司运用细胞力学、流体力学等核心技术,打破细胞传质困难的行业壁垒,服务于再生医学领域包括人工诱导干细胞、carT疗法等。公司开发一种基于微射流的细胞力学特性测量和开孔传质一体化系统,通过高通量智能力学测量可以精准控制微射流给细胞膜开孔,实现大分子药物的跨膜输运和提高细胞存活率,并基于此建立一个综合的细胞力学数据库,为研究人员、生物医学工程师和临床医生提供全面的资源平台。
本期嘉宾
刘心悦博士本硕博毕业于上海交通大学,目前是上海大学力学与工程科学学院在站博后。研究方向是生物力学、细胞力学:细胞内吞、细胞跨膜传质方法、癌细胞迁移、细胞形态学、细胞资源分配等。目前总共发表SCI期刊、核心及会议论文14篇。第一作者论文7篇(其中两篇中科院一区,一篇期刊2020年度Top10文章),第二作者论文5篇(一篇被评为期刊封面文章)。主持国自然青年基金:癌细胞转移过程中穿越血管壁的力学可塑性机制和膜张力的影响。
以下是刘心悦博士的采访节选:
问:可否请您介绍下赛美珂的团队组成情况?大家出于什么样的契机决定做这项成果转化?
答:我们团队的技术骨干来自上海大学,是一个包括力学、材料、生物学、医学、信息学等多学科交叉的团队,团队的能力互补,配合默契,通过多学科融合的方式来解决细胞开孔和传质的复杂问题。
目前整个生物医疗进入了细胞疗法时代。内源性疾病,包括癌症、糖尿病、阿尔兹海默症、罕见病等,当基因突变或细胞对外部环境产生应激反应时,蛋白质功能异常会导致细胞行为的异常,最终导致疾病发生发展。因此,在细胞层面进行修复,才能真正地根治疾病。在细胞治疗中有个关键环节,是将大分子药物导入细胞,让细胞重新表达我们想要的蛋白或重编程成干细胞。我们生产一种基于微流控芯片的力学开孔装置,能够很好地解决这一问题,大家也清楚看到了这项成果转化的价值。
问:公司所采用的微射流方案,相比于生物方法和物理方法,主要有哪些优势?
答:生物方法通常采用病毒或脂质体等载体,效率不高,有生物安全隐患。物理方法目前最常用的是电穿孔,最大的问题是细胞存活率不到30%,导致下一个环节细胞扩增很难进行。
射流方法是一种基于微流控的力学开孔方法,确保高通量的同时,可以精确控制力的大小来实现对细胞精准开孔,而且在开孔过程中不会产生有害物质,也不需要额外的试剂。优势总结:高效、精准、安全、成本低。
问:微射流方案是如何在药物跨膜递送中起作用的,方便讲解其中的原理吗?
答:微射流方案的原理是当细胞流经微射流装置时,给细胞施加射流作用力,使细胞产生一个较大的变形,细胞膜表面开始出瞬态的小孔,优势在于射流的作用力是可控的,针对不同细胞调整射流振幅和频率,可以达到一个最佳开孔工况,保证细胞的存活率。我们的芯片包括射流模块和力学特性测量模块,测量细胞力学特性是为了精准的调控射流工况,实现针对每个细胞的精准药物递送。
问:目前微射流方法的应用场景主要是哪些,市场体量如何?
答:微射流传质方法服务于再生医学领域,包括细胞和基因治疗、人工诱导干细胞等,目前应用于科研市场,实验室用,包括细胞转染、药物筛选等,将来还可以并行到细胞治疗相关企业的生产线,有广阔的市场前景。
问:对于微射流的实现,依赖多学科的配合,能具体讲讲是如何做的吗?
答:胡国辉教授是我们项目的总设计师,负责协调各个学科之间的工作进展。我本人是公司的技术负责人。我主要研究细胞力学开孔的机制,包括细胞本构关系、细胞形态和运动变形、细胞在射流作用下的开孔程度、最优射流工况、细胞力学特性高通量测量方法等研究,确保我们的核心技术壁垒。
核心团队中的巫金波教授,负责微射流芯片的流道设计、制作、封装、调试、优化等。高兴华副研究员负责细胞实验,包括微射流芯片地对细胞开孔的成功率、药物转导率、细胞存活率、细胞表型验证等。
我们从力学机制上分析不同种类的细胞开孔效率和最优工况,就是所谓的“第一性原理”,为微射流芯片的制作和优化方案提供理论指导,并通过细胞实验验证微射流芯片方案的可行性和工作效率。
王新桥博士是赛美珂的CEO,负责公司运营,包括微流控芯片的产品化和产业化、市场资源对接等。
问:能和我们分享下公司落户宝山和环上大的故事吗?
答:我们的项目得到了环上大科技园的大力支持。公司成立以来,环上大持续为我们提供市场资源对接、寻求资金支持、解读政府政策,并帮忙进行产业化落地,在公司早期起到了雪中送炭的作用。非常感谢环上大各位领导和同事的帮助!
信息来源:上海宝山